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汽油氧化安定性

閱讀:3054        發(fā)布時(shí)間:2013-6-27

汽油氧化安定性

     汽油在常溫和液相條件下抵抗氧化的能力稱為汽油的氧化安定性,簡(jiǎn)稱安定性。汽油在貯存和使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)顏色變深,生成粘稠狀沉淀物的現(xiàn)象,這是汽油安定性。不好的表現(xiàn)。安定性不好的汽油,在儲(chǔ)存和輸送過(guò)程中容易發(fā)生氧化反應(yīng),生成膠質(zhì),使汽油的顏色變深,甚至?xí)a(chǎn)生沉淀。例如,在油箱、濾網(wǎng)、汽化器中形成粘稠的膠狀物,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響供油;沉積在火花塞上的膠質(zhì)在高溫下會(huì)形成積炭而引起短路;沉積在進(jìn)、排氣閥門上會(huì)結(jié)焦,導(dǎo)致閥門關(guān)閉不嚴(yán);沉積在氣缸蓋和活塞上將,形成積炭,造成氣缸散熱不良、溫度升高,以致增大爆震燃燒的傾向。
汽油中的不安定組分是汽油變質(zhì)的根本原因。 
汽油中的不安定組分主要有:烯烴,特別是共軛二烯烴和帶芳環(huán)的烯烴以及元素硫、硫化氫、硫醇系化合物和苯硫酚、吡咯及其同系化合物等非烴類化合物
不同加工工藝生產(chǎn)的汽油組分差異較大,其安定性也不同。直餾汽油、加氫精制汽油、重整汽油幾乎不含烯烴,非烴類化合物也很少,故安定性較好。而催化裂化汽油、熱裂化汽油和焦化汽油中含有較多烯烴和少量二烯烴,也含有較多非烴類化合物,故安定性較差。
烯烴和芳烴
烯烴和芳烴是汽油中辛烷值的主要貢獻(xiàn)者,但是由于烯烴的化學(xué)活性高,會(huì)通過(guò)蒸發(fā)排放造成光化學(xué)污染;同時(shí),烯烴易在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室形成沉積物。芳烴也可增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和燃燒室沉積物的形成,并促使CO、HC排放增加,尤其是增加苯的排放。因此,在汽油標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)芳烴和烯烴都有嚴(yán)格限值。
除不飽和烴外,汽油中的含硫化合物,特別是硫酚和硫醇,也能促進(jìn)膠質(zhì)的生成,含氮化合物的存在也會(huì)導(dǎo)致膠質(zhì)的生成,使汽油在與空氣接觸中顏色變紅變深,甚至產(chǎn)生膠狀沉淀物。
直餾汽油餾分不含不飽和烴,所以它的安定性很好;而二次加工生成的汽油餾分如裂化汽油等由于含有大量不飽和烴以及其他非烴化合物,其安定性就較差
外界條件對(duì)汽油安定性的影響汽油的變質(zhì)除與其本身的化學(xué)組成密切相關(guān)外,還和許多外界條件有關(guān),例如溫度、金屬表面的作用、與空氣接觸面積的大小等。
1)溫度
溫度對(duì)汽油的氧化變質(zhì)有顯著的影響。在較高的溫度下,汽油的氧化速度加快,誘導(dǎo)期縮短,生成膠質(zhì)的傾向增大。實(shí)驗(yàn)表明,儲(chǔ)存溫度每增高10℃,汽油中膠質(zhì)生成的速度約加快2.42.6倍。
2)金屬表面的作用
汽油在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中不可避免地要和不同的金屬表面接觸。實(shí)驗(yàn)證明,汽油在金屬表面的作用下,不僅顏色易變深,而且膠質(zhì)的增長(zhǎng)也加快。在各種金屬中,銅的影響zui大,它可該汽油試樣的誘導(dǎo)期降低75%,其他的金屬如鐵、鋅、鋁和錫等也都能使汽油的安定性降低
評(píng)定汽油安定性的指標(biāo)
評(píng)定汽油安定性的指標(biāo)有:實(shí)際膠質(zhì)和誘導(dǎo)期。
實(shí)際膠質(zhì),按照GBT 8019測(cè)定。
指在150℃溫度下,用熱空氣吹過(guò)汽油表面使它蒸發(fā)至干,所留下的棕色或黃色的殘余物。實(shí)際膠質(zhì)是以100mL試油中所得殘余物的質(zhì)量(mg)來(lái)表示的。它一般是用來(lái)表明汽油在進(jìn)氣管道及進(jìn)氣閥上可能生成沉積物的傾向。我國(guó)車用汽油的實(shí)際膠質(zhì)要求不大于5 mg100mL。
誘導(dǎo)期,按照GBT8018測(cè)定
把一定量油樣放入標(biāo)準(zhǔn)的鋼筒中,充入氧氣至0.7MPa壓力,然后放入100℃水中。氧化初期,由于反應(yīng)速度很慢,耗氧較少,氧壓基本不變。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,氧化反應(yīng)加速,耗氧量顯著增大,氧壓也就明顯下降。從油樣放入100℃的水中開(kāi)始到氧壓明顯下降所經(jīng)歷的時(shí)間稱為誘導(dǎo)期,以分鐘表示。
實(shí)際膠質(zhì)
實(shí)際膠質(zhì)是用于評(píng)定汽油安定性,判斷汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中生成膠質(zhì)的傾向,判斷汽油能否使用和能否繼續(xù)儲(chǔ)存的重要指標(biāo)。當(dāng)加入的汽油實(shí)際膠質(zhì)過(guò)高時(shí),會(huì)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生膠質(zhì)、積炭。在油箱、濾網(wǎng)、化油器中形成粘稠的膠狀物,嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞噴油嘴,中斷供油。沉積在火花塞上的膠質(zhì)沉渣,在高溫下形成積炭引起短路。在進(jìn)氣、排氣門上結(jié)焦,會(huì)導(dǎo)致氣門關(guān)閉不嚴(yán),甚至卡住氣門使之*失靈。沉積在汽缸蓋、汽缸壁和活塞上的積炭,會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)散熱不良,產(chǎn)生表面燃燒或爆震現(xiàn)象,降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率,增加耗油量。嚴(yán)重時(shí)冷熱車均出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)異響,怠速抖動(dòng),動(dòng)力嚴(yán)重不足,甚至發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。今年5月發(fā)生在海南的問(wèn)題汽油損壞豐田、別克等品牌汽車的事件就是一個(gè)典型例證,經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致車輛損壞的主要原因正是汽油的實(shí)際膠質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)。高溫、陽(yáng)光暴曬、金屬催化、空氣氧化都會(huì)加速汽油的氧化,促進(jìn)膠質(zhì)的生成。因此,汽油在貯存和使用過(guò)程中應(yīng)采取避光、降溫、降低貯罐中氧濃度和采用非金屬涂層等措施。
導(dǎo)
誘導(dǎo)期是在加速氧化條件下評(píng)定汽油安定性的指標(biāo)之一。它表示車用汽油在貯存時(shí)氧化并生成膠質(zhì)的傾向。通常認(rèn)為,汽油的誘導(dǎo)期越長(zhǎng),其生成膠質(zhì)的傾向越小,抗氧化安定性越好。但并非所有汽油都這樣,不同化學(xué)組成的汽油發(fā)生氧化形成膠質(zhì)的過(guò)程差別很大。有的汽油形成膠質(zhì)的過(guò)程以吸氧的氧化反應(yīng)為主,其誘導(dǎo)期可反映油品的貯存安定性。但有的汽油形成膠質(zhì)的過(guò)程以縮合和聚合反應(yīng)為主,其誘導(dǎo)期就不能真實(shí)地反映油品的貯存安定性。只有誘導(dǎo)期不小于480min,同時(shí)實(shí)際膠質(zhì)不大于5 mg100mL的汽油才有良好的儲(chǔ)存安定性
 
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